TWI781999B - 洗淨液組成物及電子元件的製造方法 - Google Patents
洗淨液組成物及電子元件的製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI781999B TWI781999B TW107110459A TW107110459A TWI781999B TW I781999 B TWI781999 B TW I781999B TW 107110459 A TW107110459 A TW 107110459A TW 107110459 A TW107110459 A TW 107110459A TW I781999 B TWI781999 B TW I781999B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- solution composition
- cleaning solution
- cleaning
- substrate
- cleaning liquid
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 147
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 131
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000006061 abrasive grain Substances 0.000 claims abstract description 30
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 25
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims abstract description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N hydron Chemical compound [H+] GPRLSGONYQIRFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 86
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 22
- 150000001785 cerium compounds Chemical class 0.000 claims description 19
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 18
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- -1 hydrogen fluorine Acids Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 12
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical group OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 11
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000007865 diluting Methods 0.000 claims description 5
- PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 PSZYNBSKGUBXEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 38
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 26
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 12
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 35
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 26
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 17
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 16
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 15
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 13
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 11
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- UNJPQTDTZAKTFK-UHFFFAOYSA-K cerium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Ce+3] UNJPQTDTZAKTFK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 5
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 5
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 238000005201 scrubbing Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N gallic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 LNTHITQWFMADLM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N resorcinol Chemical compound OC1=CC=CC(O)=C1 GHMLBKRAJCXXBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N ammonium fluoride Chemical compound [NH4+].[F-] LDDQLRUQCUTJBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- MKTJTLRLXTUJCM-UHFFFAOYSA-N azanium;hydrogen peroxide;hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-].OO MKTJTLRLXTUJCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- CQGVSILDZJUINE-UHFFFAOYSA-N cerium;hydrate Chemical compound O.[Ce] CQGVSILDZJUINE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 229960002737 fructose Drugs 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229940074391 gallic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000004515 gallic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960001031 glucose Drugs 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229960004337 hydroquinone Drugs 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229960001755 resorcinol Drugs 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
- H01L21/02068—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers
- H01L21/02074—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of conductive layers, e.g. polysilicon or amorphous silicon layers the processing being a planarization of conductive layers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/004—Surface-active compounds containing F
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
- C11D3/04—Water-soluble compounds
- C11D3/046—Salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D1/00—Detergent compositions based essentially on surface-active compounds; Use of these compounds as a detergent
- C11D1/02—Anionic compounds
- C11D1/12—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof
- C11D1/22—Sulfonic acids or sulfuric acid esters; Salts thereof derived from aromatic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
- C11D17/08—Liquid soap, e.g. for dispensers; capsuled
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/0005—Other compounding ingredients characterised by their effect
- C11D3/0042—Reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/02—Inorganic compounds ; Elemental compounds
- C11D3/04—Water-soluble compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/16—Organic compounds
- C11D3/20—Organic compounds containing oxygen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/16—Organic compounds
- C11D3/20—Organic compounds containing oxygen
- C11D3/2003—Alcohols; Phenols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D3/00—Other compounding ingredients of detergent compositions covered in group C11D1/00
- C11D3/39—Organic or inorganic per-compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D7/00—Compositions of detergents based essentially on non-surface-active compounds
- C11D7/02—Inorganic compounds
- C11D7/04—Water-soluble compounds
- C11D7/08—Acids
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/84—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02052—Wet cleaning only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02057—Cleaning during device manufacture
- H01L21/0206—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers
- H01L21/02065—Cleaning during device manufacture during, before or after processing of insulating layers the processing being a planarization of insulating layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/304—Mechanical treatment, e.g. grinding, polishing, cutting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31127—Etching organic layers
- H01L21/31133—Etching organic layers by chemical means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
- C11D2111/10—Objects to be cleaned
- C11D2111/14—Hard surfaces
- C11D2111/18—Glass; Plastics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
- C11D2111/00—Cleaning compositions characterised by the objects to be cleaned; Cleaning compositions characterised by non-standard cleaning or washing processes
- C11D2111/10—Objects to be cleaned
- C11D2111/14—Hard surfaces
- C11D2111/22—Electronic devices, e.g. PCBs or semiconductors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (AREA)
Abstract
本發明提供一種洗淨液組成物，其當洗淨半導體基板或玻璃基板表面時，不會對用以形成基板表面的層的SiO2、Si3N4及Si等造成損害，可在能應用於附帶CMP裝置的刷子擦洗洗淨腔室的處理條件下使用，對於漿料中的源自磨粒之化合物的除去性很高。
本發明之洗淨液組成物，是用以洗淨半導體基板或玻璃基板表面，其中，含有：1種或2種以上的在結構內包含氟原子之無機酸或其鹽，但該無機酸排除氫氟酸；及，水；並且，氫離子濃度指數也就是pH值為小於7。
Description
本發明是關於一種洗淨液組成物和該洗淨液組成物用之原液組成物、以及使用前述洗淨組成物的電子元件之製造方法。
由於伴隨著積體電路(IC；integrated circuit)的高積體化，微量的雜質的混入會對元件的性能和成品率造成很大的影響，故正要求嚴格的污染控制。亦即，正要求嚴格地控制基板的污染，因此已在半導體基板製造的各步驟使用各種洗淨液。
近年來，伴隨著元件的精細化和多層配線結構化的進展，在各步驟中，追求基板表面更緻密的平坦化，在半導體基板製造步驟中導入作為新穎技術的化學機械研磨(CMP；chemical-mechanical polishing)技術，其是一邊供給研磨粒子與化學藥品的混合物漿料一邊將晶圓壓接在被稱為拋光輪(buff)的研磨布上並使其旋轉，藉此來併用化學性作用與物理性作用，而絕緣膜或金屬材料進行研磨、平坦化。
近年來，隨著層數的增加而追求高速研磨。尤其是因精細化導致記憶容量的提升變得困難，而正在開發一種三維NAND快閃記憶體，其是在將記憶單元(memory cell)立體地積層而成，該快閃記憶體由於要研磨更多層的絕緣膜，故對於提升生產量或降低成本上，高速研磨是必須的。 並且，在基板上形成元件分離區域的步驟中，預先在基板表面設置溝，以填埋此溝的方式藉由CVD(chemical vapor deposition；化學氣相沉積)等而形成絕緣膜。之後，因為藉由CMP而使絕緣膜表面平坦化，形成了元件分離區域。為了對應於元件分離區域的狹窄化，而採用了淺溝渠隔離（STI；shallow trench isolation）時，要求要以高速研磨來除去形成在基板上的的絕緣膜的不需要部分。 在這些製程，正在發展導入一種將二氧化鈰、氫氧化鈰等鈰化合物作為磨粒之漿料。此漿料，除了能夠高速研磨絕緣膜之外，與習知的二氧化矽系漿料比較，更能夠減少當研磨時在表面產生被稱為刮痕(scratch)的瑕疵，與作為停止膜使用的氮化矽膜之間的研磨選擇性高也是優點。
CMP後的基板表面，會因為下述而被污染：代表漿料所包含的粒子的氧化鋁、二氧化矽或二氧化鈰粒子；或被研磨表面的構成物質或漿料所包含的源自化學藥品的金屬雜質。這些污染物，因為會引起圖案缺陷或密合性不佳、電氣特性不佳等，在進入下一個步驟之前必須要完全地除去。作為用以除去這些污染物之一般性CMP後洗淨，是實行刷子洗淨，其併用了洗淨液的化學作用與聚乙烯醇製的海綿刷等所致的物理性作用。
CMP後洗淨液，依照要除去的污染物而提出了各式各樣的洗淨液。這些各個洗淨液，可依照目的來單獨或組合使用。 在專利文獻1，提出了氫氟酸-銨鹽系洗淨液來作為使用於表面附著有二氧化鈰的基板之酸性洗淨液。然而，為了獲得充分的洗淨性，由於有提高氫氟酸的濃度和拉長處理時間的需要，故不僅是除去污染物，也會有對用以形成基板表面的層的SiO2
、Si3
N4
及Si等產生蝕刻而增加對基板的損害之虞。又，由於氫氟酸有著高毒性，故也會有在操作時需要十分注意等安全上的問題。
在專利文獻2，提出了硫酸等強酸-水系洗淨液來作為用以洗淨包含二氧化鈰的漿料之供給裝置的酸性洗淨液。然而，在使用含有硫酸的洗淨液的情況，一般而言會成為在高溫條件下（120～150℃）的洗淨，由於會腐蝕洗淨裝置構件，故會有無法應用附帶在CMP裝置上的刷子擦洗洗淨之虞。因此，會產生必須另外使批次式洗淨裝置或單片式洗淨裝置等設備上的問題。
在專利文獻3，提出了氨-過氧化氫水-水系洗淨液來作為鹼性洗淨液。然而，為了藉由該洗淨液來獲得充分的洗淨性，不僅有著拉長處理時間的需要，還會因為氨氣的產生而伴隨強烈的臭氣，故亦會產生操作環境上的問題。 [先前技術文獻] (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2012-164713號公報 專利文獻2：日本特開2012-134357號公報 專利文獻3：日本特開2004-292792號公報
[發明所欲解決的問題] 因此，本發明的目的，是提供一種洗淨液組成物，其當洗淨半導體基板或玻璃基板表面時，不會對用以形成基板表面的層的二氧化矽（SiO2
）、氮化矽（Si3
N4
）及矽（Si）等造成損害，可在能應用於附帶CMP裝置的刷子擦洗洗淨腔室(brush scrubcleaning chamber)的處理條件（處理溫度：室溫附近，處理時間：數分鐘以內，不腐蝕裝置構件）下使用，對於漿料中的源自磨粒之化合物的除去性很高，該化合物特別是二氧化鈰或氫氧化鈰等鈰化合物。 [解決問題之技術手段]
為了解決上述問題而進行深入研究中，本案發明人發現下述事實而更加進一步研究的結果終於完成本發明：一種洗淨液組成物不會對基板造成損害，可在能應用於附帶CMP裝置的刷子擦洗洗淨腔室的處理條件下使用，對於漿料中的源自磨粒之化合物的除去性很高，該化合物尤其是二氧化鈰、氫氧化鈰等鈰化合物，該洗淨液組成物，是用以洗淨半導體基板或玻璃基板表面，其中，含有：1種或2種以上的在結構內包含氟原子之無機酸或其鹽，但該無機酸排除氫氟酸；及，水；並且，氫離子濃度指數也就是pH值為小於7。
亦即，本發明是關於以下所述。 ［1］ 一種洗淨液組成物，其用以洗淨半導體基板或玻璃基板表面，其中，含有：1種或2種以上的在結構內包含氟原子之無機酸或其鹽，但該無機酸排除氫氟酸；及，水；並且，氫離子濃度指數也就是pH值為小於7。 ［2］ 如［1］所述之洗淨液組成物，其中，在結構內包含氟原子之無機酸為六氟矽酸或四氟硼酸、或是此等的組合。 ［3］ 如［1］或［2］所述之洗淨液組成物，其中，含有1種或2種以上的界面活性劑。 ［4］ 如［3］所述之洗淨液組成物，其中，界面活性劑為萘磺酸與甲醛之縮合物或其鹽。 ［5］ 如［1］～［4］中任一項所述之洗淨液組成物，其中，氫離子濃度指數也就是pH值為小於3。 ［6］ 如［1］～［5］中任一項所述之洗淨液組成物，其中，含有1種或2種以上的過氧化物。 ［7］ 如［6］所述之洗淨液組成物，其中，過氧化物為過氧化氫。
［8］ 如［1］～［7］中任一項所述之洗淨液組成物，其是當使用一種將鈰化合物作為磨粒之漿料來進行半導體基板或玻璃基板表面的化學機械研磨時，用以洗淨殘留在前述半導體基板或玻璃基板表面上的鈰化合物。 ［9］ 一種原液組成物，其是［1］～［8］中任一項所述之洗淨液組成物用的原液組成物，其是用於藉由稀釋10倍～1000倍來獲得前述洗淨液組成物。 ［10］ 一種電子元件的製造方法，其包含下述步驟：先使用一種將鈰化合物作為磨粒之漿料來進行半導體基板或玻璃基板表面的化學機械研磨，然後使用［1］～［8］中任一項所述之洗淨液組成物來洗淨殘留在前述半導體基板或玻璃基板表面上的鈰化合物。 [發明之功效]
本發明的洗淨液組成物，在半導體元件等電子元件的製造步驟中，當洗淨半導體基板或玻璃基板表面時，不會對用以形成基板表面的層的SiO2
、Si3
N4
及Si等造成損害，可在能應用於附帶CMP裝置的刷子擦洗洗淨腔室的處理條件（處理溫度：室溫附近，處理時間：數分鐘以內，不腐蝕裝置構件）下使用，能夠提高對於漿料中的源自磨粒之化合物的除去性。
以下，針對本發明，根據本發明的合適的實施態樣來詳細地說明。 首先，針對本發明的洗淨液組成物來說明。 本發明的洗淨液組成物，是用以洗淨半導體基板或玻璃基板表面，其中，含有：1種或2種以上的在結構內包含氟原子之無機酸或其鹽，但該無機酸排除氫氟酸；及，水；並且，氫離子濃度指數也就是pH值為小於7。
本發明的洗淨液組成物中所使用的在結構內包含氟原子之無機酸或其鹽，但該無機酸排除氫氟酸，其主要具有的作用為：使殘留在基板表面上的漿料中的源自磨粒之化合物從基板表面脫離，並使其溶解在洗淨液組成物中。 不含有前述在結構內包含氟原子之無機酸或其鹽，但該無機酸排除氫氟酸之洗淨液組成物，由於缺乏使漿料中的源自磨粒之化合物溶解的能力，故有基板表面的洗淨能力不夠充分之虞。又，含有氫氟酸的洗淨液組成物，不僅基板表面的洗淨能力不夠充分，還有會發生氫氟酸的高毒性所致的安全上的問題之虞。
對於能夠使用於本發明的洗淨液組成物的在結構內包含氟原子之無機酸或其鹽，但該無機酸排除氫氟酸，沒有特別限制，較佳為使用六氟矽酸或四氟硼酸或是其鹽。該等酸或鹽，可以單獨使用，也可以組合使用。 對於本發明的洗淨液組成物中的前述在結構內包含氟原子之無機酸或其鹽的含量，沒有特別限制，較佳為5～100mM，進而較佳為20～50mM。
本發明的洗淨液組成物的pH值小於7，較佳為小於3。在該pH值區域中，漿料中的源自磨粒之化合物對本發明的洗淨液組成物有著顯示高溶解性的傾向，方便使該化合物溶解於洗淨液組成物來除去。 例如，對於在使用了一種將二氧化鈰、氫氧化鈰等鈰（Ce）化合物作為磨粒之漿料的情況中要除去該化合物，必須要考慮到鈰-水系的pH-電位圖（第1圖）。在鈰-水系中，在高pH值區域（鹼性區域），鈰化合物容易成為固體，在低pH值區域（酸性區域）容易離子化。因此，能夠理解為了使鈰化合物溶解來除去，溶液較佳是在低pH值區域。 對於本發明的洗淨液組成物的pH值並沒有特別下限，較佳為1.0以上，進而較佳為1.5以上。
為了調整本發明的洗淨液組成物的pH值，可以使用前述的在結構內包含氟原子之無機酸以外的酸或鹼，但該無機酸排除氫氟酸。在本發明中，即使是為了調整pH值，較佳仍是盡可能不使用氫氟酸。
本發明的洗淨液組成物，若含有1種或2種以上的界面活性劑，由於能夠期待洗淨性的更加提升故較佳。 藉由界面活性劑，會提升本發明的洗淨液組成物的洗淨性之理由還不確定，認為是以下的理由。若洗淨液組成物含有界面活性劑，該界面活性劑會覆蓋漿料中的源自磨粒之化合物表面，形成被界面活性劑包圍的粒子。藉此，認為是由於該粒子與基板表面的Z電位互相成為同符號的關係，該粒子與基板表面之間產生斥力，故該粒子變得容易離開基板表面，而提升了洗淨液組成物的洗淨性。
例如，對於使用一種將二氧化鈰作為磨粒之漿料來研磨基板且該基板的表面的層為二氧化矽時，磨粒的除去需要考慮到二氧化鈰（CeO2
）與二氧化矽（SiO2
）的Z電位（第2圖）。在此系統中，由於pH值在約1.5以上且約小於6的區域，用以形成磨粒的二氧化鈰化合物的Z電位為＋（正），由二氧化矽形成的基板表面的Z電位為－（負），故兩者的Z電位是成為異符號的關係，用以形成磨粒的二氧化鈰化合物與基板表面之間產生引力。認為在這樣的情況中，使用認為會使二氧化鈰化合物的Z電位的符號反轉的界面活性劑，能有效從基板表面除去二氧化鈰化合物。並且，認為即使是在用以形成磨粒的二氧化鈰化合物的Z電位的符號與由二氧化矽形成的基板表面的Z電位的符號為同符號的關係之pH值區域中，由於認為界面活性劑對於基板表面及二氧化鈰化合物兩者有著使Z電位的絕對値增加的作用，故能有效從基板表面除去二氧化鈰化合物。
能夠使用在本發明的洗淨液組成物的界面活性劑，只要是可以使用在用以洗淨半導體基板或玻璃基板的洗淨液組成物者就沒有特別限制，較佳為陰離子性界面活性劑、及萘磺酸與甲醛之縮合物或其鹽，進而較佳為萘磺酸與甲醛之縮合物或其鹽。 本發明的洗淨液組成物中的界面活性劑的含量並沒有特別限制，較佳為5～1000ppm，進而較佳為50～100ppm。
本發明的洗淨液組成物，若含有1種或2種以上的還原劑，由於能夠期待磨粒的溶解性更佳提升，洗淨性的更加提升故較佳。 藉由過氧化物，會提升磨粒對本發明的洗淨液組成物的溶解性之理由還不確定，例如在使用二氧化鈰作為磨粒的情況，認為是以下的理由。認為若洗淨液組成物含有過氧化物，處在固體狀態的二氧化鈰會被還原劑還原成鈰離子（Ce3 ＋
）而提升對洗淨液組成物的溶解性，其結果是洗淨性更加提升。
能夠使用在本發明的洗淨液組成物的還原劑，只要是可以使用在用以洗淨半導體基板或玻璃基板的洗淨液組成物者就沒有特別限制，較佳為過氧化氫（H2
O2
）、抗壞血酸、沒食子酸、間苯二酚、對苯二酚、葡萄糖或果糖等還原醣類。此等之中，從對用以形成基板表面的層的二氧化矽、氮化矽及矽等進行蝕刻之虞非常地低來看，進而較佳為過氧化氫。 本發明的洗淨液組成物中的過氧化物的含量並沒有特別限制，較佳為5～500mM，進而較佳為30～100mM。
對於藉由本發明的洗淨液組成物被除去的磨粒，亦即用於研磨半導體基板或玻璃基板的磨粒，沒有特別限制，較佳為二氧化矽（SiO2
；亦稱為氧化矽(silica)）等矽化合物以及二氧化鈰（CeO2
；亦稱為氧化鈰(ceria)）和氫氧化鈰（Ce（OH）4
）等鈰化合物。此等之中，不易產生對基板的研磨傷，可期待研磨後的基板的高平坦性，從研磨速度高、研磨多餘的二氧化矽但不研磨氮化矽的高選擇性而言，進而較佳為氫氧化鈰及二氧化鈰等鈰化合物，更佳為二氧化鈰。
對於用以形成要藉由本發明的洗淨液組成物而洗淨的半導體基板表面的層並沒有特別限制，例如能夠舉出：二氧化矽、氮化矽及矽和此等的組合。又，要藉由本發明的洗淨液組成物而洗淨的玻璃基板亦同樣地沒有特別限制。
本發明的較佳態樣之一，是使用一種將鈰化合物作為磨粒之漿料來進行半導體基板或玻璃基板表面的化學機械研磨（CMP）時，用以洗淨殘留在表面上的鈰化合物的洗淨液組成物。前述半導體基板，例如是用以製造半導體元件的半導體基板，前述玻璃基板，例如是用以製造硬碟或平板顯示器的玻璃基板。 本態樣之中的洗淨液組成物含有的成分及其較佳態樣，與本發明的洗淨液組成物含有的成分及其較佳態樣相同。
又，本發明亦關於一種原液組成物，其是本發明的洗淨液組成物用的原液組成物，其是用於藉由稀釋10倍～1000倍來獲得前述洗淨液組成物。 本發明的原液組成物，是藉由稀釋而獲得本發明的洗淨液組成物，能夠藉由將該原液組成物稀釋例如10倍以上、較佳為10～1000倍、進而較佳為50～200倍，來獲得本發明的洗淨液組成物，但稀釋的程度是依照構成的組成來適當決定，並不限定於此。
並且，本發明亦關於一種電子元件的製造方法，其包含下述步驟：先使用一種將鈰化合物作為磨粒之漿料來進行半導體基板或玻璃基板表面的化學機械研磨（CMP），然後使用本發明的洗淨液組成物來洗淨殘留在前述半導體基板或玻璃基板表面上的鈰化合物。
藉由本發明的電子元件的製造方法，由於能夠將使用在化學機械研磨的漿料中的源自磨粒之化合物的殘留抑制在極低的水準，故變得能夠以高成品率來製造高性能的元件。 [實施例]
其次，關於本發明的洗淨液組成物，雖然是藉由於以下所記載的實施例及比較例，來更詳細地說明本發明，但本發明並非限定於此等。 在表1～8所顯示的洗淨液組成物的實施例及比較例中，含量（mM），是表示在各實施例或比較例中的洗淨液組成物中的含量（濃度）。除非有另外記載，否則洗淨液組成物是藉由將表所顯示的成分溶解於水（超純水（DIW））之後，為了調整pH值添加甲磺酸（關東化學）而獲得。又，除非有另外記載，否則各表所記載的「界面活性劑」，是萘磺酸與甲醛之縮合物（三洋化成）。
＜評估1：磨粒（CeO2
粒子）對洗淨液組成物的溶解性（酸相關性）＞ 將二氧化鈰（平均粒徑10μm，關東化學製造）0.5g浸漬於洗淨液組成物50g中，在室溫靜置30分鐘。將固體過濾後，藉由ICP-MS（感應耦合電漿質譜儀；inductively coupled plasma mass spectrometer）（Agilent Technologies公司製造，型號：7500cs）來分析濾液中的鈰濃度。在表1和第3圖顯示洗淨液組成物的組成及結果。
[表1]
＜評估2：磨粒（CeO2
粒子）對洗淨液組成物的溶解性（pH相關性）＞ 除了使用具有表1的組成的洗淨液組成物以外，使用與評估1同樣的方法來計算出二氧化鈰的溶解量。在表2及第4圖顯示結果。
[表2]
＜評估3：在洗淨液組成物中的CeO2
、SiO2
、Si3
N4
及Si的各粒子的Z電位的測定（酸相關性）＞ 將平均粒徑0.6μm的二氧化鈰球狀粉末0.05g與超純水20mL混合，使用超音波裝置攪拌10分鐘使其均勻地分散之後，採集此溶液0.05mL加到具有表3的組成的洗淨液組成物20mL中。將這些溶液進一步攪拌使其均勻，使用Z電位測定裝置（大塚電子公司製造，型號：ELS-Z2）測定二氧化鈰的Z電位。 針對二氧化矽、氮化矽及矽的各粒子，也利用與二氧化鈰同樣的方法來測定Z電位（mV）。 在表3及第5～8圖顯示結果。
[表3]
＜評估4：在洗淨液組成物中的CeO2
粒子的Z電位的測定（pH相關性）＞ 將平均粒徑0.6μm的二氧化鈰球狀粉末0.05g與超純水20mL混合，使用超音波裝置攪拌10分鐘使其均勻地分散之後，採集此溶液0.05mL加到具有表4的組成的洗淨液組成物20mL中。將這些溶液進一步攪拌使其均勻，使用Z電位測定裝置（大塚電子公司製造，型號：ELS-Z2）測定二氧化鈰的Z電位。 在表4及第9圖顯示結果。
[表4]
＜評估5：洗淨液組成物的洗淨性（Ce表面濃度、缺陷數）＞ （CMP研磨液的調配） 將平均粒徑為0.1μm的二氧化鈰漿料（漿料P，日立化成製造）稀釋10倍，獲得CMP研磨液。 （研磨對象晶圓的製作） 在直徑200mm的矽基板上，藉由電漿CVD法形成厚度1000nm的二氧化矽膜，獲得研磨對象晶圓。
（晶圓的研磨） 使用上述CMP研磨液，藉由研磨裝置（MAT公司製造的CMP研磨裝置，型號：ARW-681MSII）研磨上述研磨對象晶圓30秒。研磨結束後，一邊使晶圓旋轉一邊使用超純水（DIW）100mL沖洗10秒。使用具有表5的組成的洗淨液組成物，並藉由一邊使經沖洗的晶圓旋轉一邊轉動聚乙烯醇製的刷子（SOFU ENGINEERING公司製造），進行了規定時間洗淨晶圓。藉由一邊使經洗淨的晶圓旋轉一邊使用超純水（DIW）300mL沖洗30秒，並進一步一邊旋轉一邊在25℃乾燥30秒，獲得測定用的晶圓。
（晶圓表面的Ce濃度、缺陷數的測定） 分別藉由TXRF（全反射螢光X射線分析裝置）（Rigaku公司製造，型號：3800e）及表面檢查裝置（Topcon公司製造，型號：WM-10）來測定上述測定用的晶圓表面的Ce濃度及缺陷數，評估洗淨液組成物的洗淨性。Ce濃度是以晶圓表面每1cm2
的Ce原子數量來評估，缺陷數是藉由散射光來測定並求得存在於晶圓表面的超過80nm的缺陷的數量。將對應於各洗淨液組成物及洗淨時間的結果顯示於表6。
[表5]
[表6]
＜評估6：洗淨液組成物的損害性（蝕刻率、表面粗糙度）＞ （晶圓（浸漬前）的製作） 在直徑200mm的矽基板上，藉由電漿CVD法形成厚度1000nm的二氧化矽膜，獲得SiO2
晶圓（浸漬前）。 又，藉由LP-CVD法，獲得Si3
N4
晶圓（浸漬前）。 （晶圓在洗淨液組成物中的浸漬） 將上述SiO2
晶圓（浸漬前），浸漬於具有表7的組成的洗淨液組成物100mL中，在室溫靜置60分鐘。之後取出晶圓，藉由使用超純水（DIW）5000mL沖洗1分鐘，獲得SiO2
晶圓（浸漬後）。 對Si3
N4
晶圓（浸漬前）也利用與上述同樣的方法，藉由進行浸漬在洗淨液組成物及沖洗，獲得Si3
N4
晶圓（浸漬後）。
（洗淨液組成物的蝕刻率的測定） 藉由利用反射分光膜厚計（大塚電子製造，型號：FE-3000）測定上述SiO2
或Si3
N4
晶圓（浸漬前）的膜厚，並利用反射分光膜厚計（大塚電子製造，型號：FE-3000）來測定上述SiO2
或Si3
N4
晶圓（浸漬後）的膜厚，從浸漬前後的膜厚差，來計算出洗淨液組成物對SiO2
或Si3
N4
的蝕刻率（E.R.）。將結果顯示於表7、8。 （晶圓（浸漬後）的表面粗糙度的測定） 針對上述SiO2
或Si3
N4
晶圓（浸漬後），各自使用掃描式探針顯微鏡（SIINanoTechnology，型號：SPA400）獲得晶圓表面的三維影像。並且，根據依掃描式探針顯微鏡取得的測定資料求得晶圓表面的Ra（平均面粗糙度），進行表面粗糙度的評估。將結果顯示於表7、8以及第10和11圖。
[表7]
[表8]
由以上的結果明顯可知，與習知的洗淨液組成物相比，本發明的洗淨液組成物，磨粒的溶解性及其pH穩定性更優異，在基板-磨粒間產生斥力的Z電位顯現性及其pH穩定性更優異，在洗淨後的半導體基板（晶圓）上殘留的磨粒更少，對晶圓的損害亦更少。因此，本發明的洗淨液組成物，在半導體元件等電子元件的製造步驟中，當洗淨半導體基板或玻璃基板表面時，不會對用以形成基板表面的層的SiO2
、Si3
N4
及Si等造成損害，可在能應用於附帶CMP裝置的刷子擦洗洗淨腔室的處理條件（處理溫度：室溫附近，處理時間：數分鐘以內，不腐蝕裝置構件）下使用，能夠提高對於漿料中的源自磨粒之化合物的除去性。
無
第1圖為鈰（Ce）-水系的pH-電位圖。 第2圖為表示二氧化鈰（CeO2
）和二氧化矽（SiO2
）各自的Z電位的pH相關性之圖。 第3圖為表示洗淨液組成物含有的酸的種類和過氧化氫（H2
O2
）的有無與二氧化鈰的溶解量之間的關係之圖。 第4圖為表示洗淨液組成物的pH值和過氧化氫（H2
O2
）的有無與二氧化鈰的溶解量之間的關係之圖。 第5圖為表示洗淨液組成物含有的酸的種類和界面活性劑的有無與二氧化鈰的Z電位之間的關係之圖。 第6圖為表示洗淨液組成物含有的酸的種類和界面活性劑的有無與二氧化矽的Z電位之間的關係之圖。 第7圖為表示洗淨液組成物含有的酸的種類和界面活性劑的有無與氮化矽的Z電位之間的關係之圖。 第8圖為表示洗淨液組成物含有的酸的種類和界面活性劑的有無與矽的Z電位之間的關係之圖。 第9圖為表示洗淨液組成物的pH值和界面活性劑的有無與二氧化鈰的Z電位之間的關係之圖。 第10圖為表示在（a）浸漬到洗淨液組成物之前、（b）浸漬到含有界面活性劑的洗淨液組成物之後及（c）浸漬到含有界面活性劑與過氧化氫（H2
O2
）兩者的洗淨液組成物之後的二氧化矽晶圓表面的原子力顯微鏡（AFM）三維影像之圖。 第11圖為表示在（a）浸漬到洗淨液組成物之前、（b）浸漬到含有界面活性劑的洗淨液組成物之後及（c）浸漬到含有界面活性劑與過氧化氫（H2
O2
）兩者的洗淨液組成物之後的氮化矽晶圓表面的AFM三維影像之圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
Claims (10)
- 一種洗淨液組成物，其用以洗淨半導體基板或玻璃基板表面，其中，含有：1種或2種以上的在結構內包含氟原子之無機酸或其鹽，但該無機酸排除氫氟酸；及，水；並且，氫離子濃度指數也就是pH值為小於7。
- 如請求項1所述之洗淨液組成物，其中，在結構內包含氟原子之無機酸為六氟矽酸或四氟硼酸、或是此等的組合。
- 如請求項1或2所述之洗淨液組成物，其中，含有1種或2種以上的界面活性劑。
- 如請求項3所述之洗淨液組成物，其中，界面活性劑為萘磺酸與甲醛之縮合物或其鹽。
- 如請求項1或2所述之洗淨液組成物，其中，氫離子濃度指數也就是pH值為小於3。
- 如請求項1或2所述之洗淨液組成物，其中，含有1種或2種以上的過氧化物。
- 如請求項6所述之洗淨液組成物，其中，過氧化物為過氧化氫。
- 如請求項1或2所述之洗淨液組成物，其是當使用一種將鈰化合物作為磨粒之漿料來進行半導體基板或玻璃基板表面的化學機械研磨時，用以洗淨殘留在前 述半導體基板或玻璃基板表面上的鈰化合物。
- 一種原液組成物，其是請求項1~8中任一項所述之洗淨液組成物用的原液組成物，其是用於藉由稀釋10倍~1000倍來獲得前述洗淨液組成物。
- 一種電子元件的製造方法，其包含下述步驟：先使用一種將鈰化合物作為磨粒之漿料來進行半導體基板或玻璃基板表面的化學機械研磨，然後使用請求項1~8中任一項所述之洗淨液組成物來洗淨殘留在前述半導體基板或玻璃基板表面上的鈰化合物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017-071074 | 2017-03-31 | ||
| JP2017071074 | 2017-03-31 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201839838A TW201839838A (zh) | 2018-11-01 |
| TWI781999B true TWI781999B (zh) | 2022-11-01 |
Family
ID=63675385
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107107215A TWI757441B (zh) | 2017-03-31 | 2018-03-05 | 洗淨液組成物 |
| TW107110459A TWI781999B (zh) | 2017-03-31 | 2018-03-27 | 洗淨液組成物及電子元件的製造方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW107107215A TWI757441B (zh) | 2017-03-31 | 2018-03-05 | 洗淨液組成物 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11046910B2 (zh) |
| EP (1) | EP3605590B1 (zh) |
| JP (1) | JP7173959B2 (zh) |
| KR (1) | KR102475619B1 (zh) |
| CN (1) | CN110462795A (zh) |
| MY (1) | MY192579A (zh) |
| SG (1) | SG11201908804VA (zh) |
| TW (2) | TWI757441B (zh) |
| WO (2) | WO2018180256A1 (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3921400A4 (en) * | 2019-02-08 | 2022-10-19 | Entegris, Inc. | CEROXIDE REMOVAL COMPOSITIONS |
| JP2020191365A (ja) * | 2019-05-21 | 2020-11-26 | 花王株式会社 | 半導体デバイス用基板に用いる洗浄剤組成物 |
| JP7316112B2 (ja) * | 2019-06-25 | 2023-07-27 | 花王株式会社 | 基板の洗浄方法 |
| JP7464432B2 (ja) | 2019-11-13 | 2024-04-09 | 花王株式会社 | 半導体デバイス用基板に用いる洗浄剤組成物 |
| KR20220061628A (ko) * | 2020-11-06 | 2022-05-13 | 주식회사 케이씨텍 | 연마 입자 용해용 조성물 및 이를 이용한 세정 방법 |
| JPWO2023084861A1 (zh) * | 2021-11-10 | 2023-05-19 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102421886A (zh) * | 2009-05-21 | 2012-04-18 | 斯泰拉化工公司 | 清洗液和清洗方法 |
| CN102628009A (zh) * | 2011-02-03 | 2012-08-08 | 斯泰拉化工公司 | 清洗液及清洗方法 |
| US20140128307A1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-05-08 | International Business Machines Corporation | Cleaning composition and process for cleaning semiconductor devices and/or tooling during manufacturing thereof |
Family Cites Families (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0183826B1 (ko) * | 1996-03-04 | 1999-05-01 | 김광호 | 연마공정 후처리용 세정 용액 및 그를 이용하는 세정 방법 |
| KR100190102B1 (ko) * | 1996-10-19 | 1999-06-01 | 윤종용 | 세정 용액 및 이를 이용한 세정방법 |
| JP2007053388A (ja) * | 2000-01-24 | 2007-03-01 | Mitsubishi Chemicals Corp | 表面に遷移金属又は遷移金属化合物を有する半導体デバイス用基板の洗浄液及び洗浄方法 |
| US7468105B2 (en) * | 2001-10-16 | 2008-12-23 | Micron Technology, Inc. | CMP cleaning composition with microbial inhibitor |
| US7543592B2 (en) * | 2001-12-04 | 2009-06-09 | Ekc Technology, Inc. | Compositions and processes for photoresist stripping and residue removal in wafer level packaging |
| US20030171239A1 (en) * | 2002-01-28 | 2003-09-11 | Patel Bakul P. | Methods and compositions for chemically treating a substrate using foam technology |
| TWI302950B (en) * | 2002-01-28 | 2008-11-11 | Mitsubishi Chem Corp | Cleaning solution and method of cleanimg board of semiconductor device |
| JP4252758B2 (ja) * | 2002-03-22 | 2009-04-08 | 関東化学株式会社 | フォトレジスト残渣除去液組成物 |
| JP4336524B2 (ja) * | 2002-05-31 | 2009-09-30 | Ｈｏｙａ株式会社 | 情報記録媒体用ガラス基材の製造方法 |
| US7384870B2 (en) | 2002-05-31 | 2008-06-10 | Hoya Corporation | Method for manufacturing glass substrate |
| JP4419528B2 (ja) | 2003-01-07 | 2010-02-24 | 東ソー株式会社 | 洗浄液及びそれを用いた洗浄方法 |
| JP4270544B2 (ja) * | 2003-03-06 | 2009-06-03 | 花王株式会社 | 剥離剤組成物 |
| CN1918698B (zh) * | 2004-02-09 | 2010-04-07 | 三菱化学株式会社 | 半导体装置用基板的洗涤液及洗涤方法 |
| JP4744228B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2011-08-10 | 株式会社東芝 | 半導体基板洗浄液及び半導体基板洗浄方法 |
| JP2006310603A (ja) * | 2005-04-28 | 2006-11-09 | Nissan Chem Ind Ltd | ホウ素化合物を含む半導体用洗浄液組成物及び洗浄方法 |
| US9058975B2 (en) * | 2006-06-09 | 2015-06-16 | Lam Research Corporation | Cleaning solution formulations for substrates |
| US7947637B2 (en) * | 2006-06-30 | 2011-05-24 | Fujifilm Electronic Materials, U.S.A., Inc. | Cleaning formulation for removing residues on surfaces |
| JP4642001B2 (ja) * | 2006-10-24 | 2011-03-02 | 関東化学株式会社 | フォトレジスト残渣及びポリマー残渣除去液組成物 |
| JP5237300B2 (ja) * | 2006-12-21 | 2013-07-17 | アドバンスド テクノロジー マテリアルズ，インコーポレイテッド | エッチング後残留物を除去するための液体洗浄剤 |
| JP2009099945A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-05-07 | Fujifilm Corp | 半導体デバイス用洗浄剤及びそれを用いた洗浄方法 |
| WO2009108474A1 (en) * | 2008-02-29 | 2009-09-03 | Mallinckrodt Baker, Inc. | Microelectronic substrate cleaning compositions |
| TWI460557B (zh) * | 2008-03-07 | 2014-11-11 | Wako Pure Chem Ind Ltd | 半導體表面用處理劑組成物及使用半導體表面用處理劑組成物之半導體表面處理方法 |
| US9048088B2 (en) * | 2008-03-28 | 2015-06-02 | Lam Research Corporation | Processes and solutions for substrate cleaning and electroless deposition |
| JP5561914B2 (ja) * | 2008-05-16 | 2014-07-30 | 関東化学株式会社 | 半導体基板洗浄液組成物 |
| CN102245750B (zh) | 2008-12-19 | 2013-09-18 | 三洋化成工业株式会社 | 电子材料用清洗剂 |
| TWI488960B (zh) * | 2008-12-22 | 2015-06-21 | Fujifilm Corp | 半導體裝置用洗淨液及洗淨方法 |
| JP2012079365A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Konica Minolta Opto Inc | 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 |
| JP6014985B2 (ja) * | 2010-10-01 | 2016-10-26 | 三菱化学株式会社 | 半導体デバイス用基板洗浄液及び洗浄方法 |
| JP2012134357A (ja) | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Hitachi Chem Co Ltd | Ｃｍｐ研磨液用洗浄液、これを用いた洗浄方法、並びにこれを用いた半導体基板の製造方法 |
| JP6123334B2 (ja) * | 2012-02-17 | 2017-05-10 | 三菱化学株式会社 | 半導体デバイス用洗浄液及び半導体デバイス用基板の洗浄方法 |
| JP6707451B2 (ja) * | 2013-12-11 | 2020-06-10 | フジフイルム エレクトロニック マテリアルズ ユー．エス．エー．， インコーポレイテッド | 表面の残留物を除去するための洗浄配合物 |
| JP2016037569A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 日立化成株式会社 | Ｃｍｐ用研磨液及びこれを用いた研磨方法 |
| KR102111307B1 (ko) * | 2016-06-02 | 2020-05-15 | 후지필름 가부시키가이샤 | 처리액, 기판의 세정 방법 및 레지스트의 제거 방법 |
| WO2018021038A1 (ja) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 富士フイルム株式会社 | 処理液及び基板洗浄方法 |
-
2018
- 2018-03-05 JP JP2019509093A patent/JP7173959B2/ja active Active
- 2018-03-05 WO PCT/JP2018/008378 patent/WO2018180256A1/ja active Application Filing
- 2018-03-05 SG SG11201908804V patent/SG11201908804VA/en unknown
- 2018-03-05 CN CN201880020708.XA patent/CN110462795A/zh active Pending
- 2018-03-05 US US16/497,508 patent/US11046910B2/en active Active
- 2018-03-05 EP EP18777031.8A patent/EP3605590B1/en active Active
- 2018-03-05 TW TW107107215A patent/TWI757441B/zh active
- 2018-03-05 KR KR1020197028705A patent/KR102475619B1/ko active IP Right Grant
- 2018-03-05 MY MYPI2019005755A patent/MY192579A/en unknown
- 2018-03-27 TW TW107110459A patent/TWI781999B/zh not_active IP Right Cessation
- 2018-03-30 WO PCT/JP2018/013615 patent/WO2018181901A1/ja active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102421886A (zh) * | 2009-05-21 | 2012-04-18 | 斯泰拉化工公司 | 清洗液和清洗方法 |
| CN102628009A (zh) * | 2011-02-03 | 2012-08-08 | 斯泰拉化工公司 | 清洗液及清洗方法 |
| US20140128307A1 (en) * | 2012-11-06 | 2014-05-08 | International Business Machines Corporation | Cleaning composition and process for cleaning semiconductor devices and/or tooling during manufacturing thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| MY192579A (en) | 2022-08-29 |
| TW201839838A (zh) | 2018-11-01 |
| EP3605590B1 (en) | 2024-05-22 |
| WO2018180256A1 (ja) | 2018-10-04 |
| KR20190127775A (ko) | 2019-11-13 |
| KR102475619B1 (ko) | 2022-12-07 |
| TW201839831A (zh) | 2018-11-01 |
| JP7173959B2 (ja) | 2022-11-16 |
| WO2018181901A9 (ja) | 2019-02-07 |
| US20200017801A1 (en) | 2020-01-16 |
| US11046910B2 (en) | 2021-06-29 |
| TWI757441B (zh) | 2022-03-11 |
| EP3605590A1 (en) | 2020-02-05 |
| EP3605590A4 (en) | 2021-01-13 |
| SG11201908804VA (en) | 2019-10-30 |
| WO2018180256A9 (ja) | 2019-02-21 |
| CN110462795A (zh) | 2019-11-15 |
| JPWO2018180256A1 (ja) | 2020-05-14 |
| WO2018181901A1 (ja) | 2018-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI781999B (zh) | 洗淨液組成物及電子元件的製造方法 | |
| TWI314576B (en) | Polishing slurry and method of reclaiming wafers | |
| JP4516176B2 (ja) | 電子材料用基板洗浄液 | |
| EP1363321B1 (en) | Post-CMP washing liquid composition | |
| TW200304962A (en) | Liquid detergent for semiconductor device substrate and method of cleaning | |
| KR20060115968A (ko) | 기판표면 세정액 및 세정방법 | |
| JP2005194294A (ja) | 洗浄液及び半導体装置の製造方法 | |
| JP2004307725A (ja) | 半導体基板洗浄液組成物 | |
| Keswani et al. | Post-CMP cleaning | |
| CN113249175B (zh) | 一种化学机械抛光后清洗液的应用 | |
| JP2002020787A (ja) | 銅配線半導体基板洗浄剤 | |
| KR20220120585A (ko) | 화학적 기계적 연마액 및 구리 연마에서 이의 용도 | |
| US20120065116A1 (en) | Cleaning liquid and cleaning method | |
| JP2003109930A (ja) | 半導体デバイス用基板の洗浄液及び洗浄方法 | |
| CN114746986A (zh) | 铈化合物除去用清洗液、清洗方法和半导体晶片的制造方法 | |
| Wang et al. | A modified multi-chemicals spray cleaning process for post-CMP cleaning application | |
| JP7544027B2 (ja) | セリウム化合物除去用洗浄液、洗浄方法及び半導体ウェハの製造方法 | |
| JP7400813B2 (ja) | 洗浄液、洗浄方法及び半導体ウェハの製造方法 | |
| JP7230621B2 (ja) | 半導体ウェハの洗浄方法及び半導体ウェハの製造方法 | |
| WO2023032488A1 (ja) | シリコンウェーハの洗浄方法および製造方法 | |
| JP2020191365A (ja) | 半導体デバイス用基板に用いる洗浄剤組成物 | |
| TW202124691A (zh) | 半導體處理用組成物及處理方法 | |
| KR20220007972A (ko) | 금속막 연마 후 세정액 조성물 | |
| TW402635B (en) | Solutions for cleaning residual contamination on wafer after chemical mechanical polishing and the use thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |